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所属 |
工学教育研究部 工学科土木環境工学プログラム担当 |
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職名 |
准教授 |
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論文 【 表示 ／ 非表示 】
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峯田 陽生, 糠澤 桂
土木学会論文集 80 ( 16 ) n/a 2024年
担当区分：最終著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：公益社団法人 土木学会
標高データと地表水の流下方向を示す表面流向データは，流域水文過程の解析に有益な基礎データである．従来の表面流向は，窪地補正された標高データに基づいた最急勾配によって決定される．しかし，最急勾配では，標高補正手法や標高データの誤差に影響され，現実の河川形状に即した表面流向を構築できない．そこで本研究では，実河道情報を基に，標高補正の最小化と河川形状の再現性向上を目的とした落水線図作成手法を開発した．結果として，30m～1000mの複数空間解像度において，河川位置と流向の再現性が大幅に向上し，標高補正を低減できた．また，従来手法では困難であった小流域や湾曲度の大きな蛇行も再現できた．本研究の落水線図作成手法は，流域治水や広域の河川環境管理，デジタルツインを活用した防災等への貢献が期待できる．
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Mineda H., Nukazawa K., Suzuki Y.
Journal of Water and Climate Change 14 ( 12 ) 4821 - 4836 2023年12月
担当区分：責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Journal of Water and Climate Change
Hydrological alterations by dams and climate change can reduce aquatic biodiversity by disrupting the life cycles of organisms. Here, we aimed to evaluate and compare the hydrological alterations caused by dams and climate change throughout the Omaru River catchment, Japan, using a distributed hydrological model (DHM). First, to assess the impacts of dam and climate change independently, we performed runoff analyses using either dam discharge or future climatic data (two future periods, 2031–2050 and 2081–2100 x three representative con-centration pathways). Subsequently, we derived indicators of hydrologic alterations (IHA) to quantify changes in flow alterations by comparing them to IHA under natural conditions (i.e., without dam or climate change data). We found that dams altered IHAs more than climate change. However, on a catchment-scale standpoint, climate change induced wider ranges of flow alterations, such as a further decrease in low flow metrics along the tributaries and uppermost main stem, suggesting a catchment-level shrinkage in important corridors of aquatic organisms. We also observed that the altered flow by water withdrawals was ameliorated by the confluence of tributaries and downstream hydropower outflows. Our approach using a DHM captured the various patterns of flow alterations by dams and climate change.
DOI： 10.2166/wcc.2023.538
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Ito K., Matsunaga M., Itakiyo T., Oishi H., Nukazawa K., Irie M., Suzuki Y.
International Journal of Sediment Research 2023年6月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：International Journal of Sediment Research
Sediment causes a serious problem in relation to dam function. A cooperative sediment sluicing operation has been under way since 2017 to prevent sediment from accumulating in dams in the Mimi River, Miyazaki, Japan. To achieve a smooth and stable operation, it is very important to determine the sediment source and a sediment transport system to maintain the dam's function. In the current study, the source and transport of sediment from the Mimi River basin have been analyzed with X-ray diffraction (XRD) to reveal the peaks of mineral species. The sediment samples were collected in the Mimi River basin from the Tsukabaru Dam to the sea in an area including 4 dams and 5 tributaries. In addition, the minerals in samples collected in 2014, before the start of the sediment sluicing operation, and from 2018 to 2020, after the start of the operation, were analyzed. An evaluation of the similarity of the sediment at each sampling point based on the X-ray diffraction peaks of mineral species showed that sediment distributed upstream was transported downstream in the year when the sediment sluicing was done. This result indicates that the sediment sluicing operation at dams ensured the continuity of the sediment distribution in the Mimi River basin. In addition, an investigation done in 2020 showed that sediment particles very similar to those of the upstream tributaries were deposited downstream because of extensive flooding caused by a large typhoon. The management of sediment transport has the greatest importance in a river basin where a dam is to be constructed. It is possible to trace the history of the sediment distribution and movement resulting from the operation of sediment sluicing by using sediment mineral analysis.
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Xie H., Yamada K., Tamai S., Shimamoto H., Nukazawa K., Suzuki Y.
Environmental Science and Pollution Research 2023年6月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Environmental Science and Pollution Research
Antibiotic-resistant bacteria (ARBs) can now be detected not only in clinical institutions but also in wastewater treatment plants (WWTPs), extending the range of emergence to residential areas. In this study, we investigated the change of antibiotic-resistant Escherichia coli (E. coli) and other coliforms in each treatment process at WWTPs. Throughout the treatment process, the numbers of E. coli and other coliforms were significantly reduced to less than 5.7 ± 0.5 CFU/100 ml and 2.4 ± 0.0×102 CFU/100 ml, respectively. However, ESBL-producing E. coli and other coliforms were detected in each treatment process (even after chlorination) at 5.6% and 4.8%, compared to the total E. coli and other coliforms counts. Then, ESBL-producing-related genes were identified via PCR analyses, and the most predominant gene was CTX-M-9 in both E. coli (47.2%) and other coliforms (47.3%). Although actual WWTPs greatly reduced the number of bacteria, the relative prevalence of ESBL-producing bacteria was increased, suggesting that ESBL-producing bacteria remain in the effluent at minimal concentrations and could be diffusing to water bodies.
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Contrasting adaptive genetic consequences of stream insects under changing climate 査読あり 国際共著
Nukazawa K., Chiu M-C., Kazama S., Watanabe K.
Science of the Total Environment 872 162258 2023年5月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Science of the Total Environment
Freshwater biodiversity undergoes degradation due to climate change. Researchers have inferred the effects of climate change on neutral genetic diversity, assuming the fixed spatial distributions of alleles. However, the adaptive genetic evolution of populations that may change the spatial distribution of allele frequencies along environmental gradients (i.e., evolutionary rescue) have largely been overlooked. We developed a modeling approach that projects the comparatively adaptive and neutral genetic diversities of four stream insects, using empirical neutral/ putative adaptive loci, ecological niche models (ENMs), and a distributed hydrological-thermal simulation at a temperate catchment under climate change. The hydrothermal model was used to generate hydraulic and thermal variables (e.g., annual current velocity and water temperature) at the present and the climatic change conditions, projected based on the eight general circulation models and the three representative concentration pathways scenarios for the two future periods (2031–2050, near future; 2081–2100, far future). The hydraulic and thermal variables were used for predictor variables of the ENMs and adaptive genetic modeling based on machine learning approaches. The increases in annual water temperature in the near- (+0.3–0.7 °C) and far-future (+0.4–3.2 °C) were projected. Of the studied species, with different ecologies and habitat ranges, Ephemera japonica (Ephemeroptera) was projected to lose rear-edge habitats (i.e., downstream) but retain the adaptive genetic diversity owing to evolutionary rescue. In contrast, the habitat range of the upstream-dwelling Hydropsyche albicephala (Trichoptera) was found to remarkably decline, resulting in decreases in the watershed genetic diversity. While the other two Trichoptera species expanded their habitat ranges, the genetic structures were homogenized over the watershed and experienced moderate decreases in gamma diversity. The findings emphasize the evolutionary rescue potential, depending on the extent of species-specific local adaptation.
書籍等出版物 【 表示 ／ 非表示 】
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宮崎県一ツ瀬川における濁水長期化 ～その原因と産官学民が連携した対策～
杉尾哲, 糠澤桂, 鈴木祥広（ 担当： 編集）
パブフル 2022年2月
著書種別：学術書
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風間 聡, 小森 大輔, 峠 嘉哉, 糠澤 桂, 横尾 善之, 渡辺 一也（ 担当： 分担執筆）
理工図書 2020年9月 （ ISBN:9784844608844 ）
MISC 【 表示 ／ 非表示 】
講演・口頭発表等 【 表示 ／ 非表示 】
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水文学を活用した河川生態学研究と最近の動向 招待あり
糠澤桂
ソフトパス理工学総合研究センター 環境科学・工学研究グループ 講演会・研究会 (盛岡市) 岩手大学ソフトパス理工学総合研究センター
開催年月日： 2024年3月21日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
開催地：盛岡市
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降雨時における環境DNAによる陸生種検出とその影響要因の検討
Xu Chen , 糠澤 桂
令和5年度土木学会西部支部研究発表会 (福岡市) 土木学会西部支部
開催年月日： 2024年3月9日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：福岡市
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宮崎県内水系における水文モデルと環境DNAを用いた生物量推定
野崎 康平 , Xu Chen , 糠澤 桂
令和5年度土木学会西部支部研究発表会 (福岡市) 土木学会西部支部
開催年月日： 2024年3月9日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：福岡市
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機械学習を用いた底生動物分布モデルの他水系への転用による精度評価
水口 嶺 , 糠澤 桂
令和5年度土木学会西部支部研究発表会 (福岡市) 土木学会西部支部
開催年月日： 2024年3月9日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：福岡市
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粒子サイズを考慮した濁水からの環境DNA回収の検討
三上 優貴 , XU CHEN , 糠澤 桂
令和5年度土木学会西部支部研究発表会 (福岡市) 土木学会西部支部
開催年月日： 2024年3月9日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：福岡市
受賞 【 表示 ／ 非表示 】
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ELR2022つくば 優秀ポスター発表賞
2022年9月 日本緑化工学会、日本景観生態学会、応用生態工学会
田中凌央，糠澤桂，鈴木祥広
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
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第55回環境工学研究フォーラム 優秀ポスター発表賞
2018年12月 土木学会
西村恵美，糠澤桂，鈴木祥広
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
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応用生態工学会第22回研究発表会 優秀ポスター研究発表賞
2018年9月 応用生態工学会
糠澤桂
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
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平成28年度建設工学研究奨励賞
2017年6月 一般財団法人建設工学研究振興会 宮崎における分布型汚濁流出モデルの開発とその利用による河川環境・生物多様性評価
糠澤桂
受賞区分：国内外の国際的学術賞 受賞国：日本国
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第21回地球環境シンポジウム 優秀講演賞
2014年9月 土木学会地球環境委員会
糠澤桂, 風間聡, 渡辺幸三
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
科研費（文科省・学振・厚労省）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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人口減少下での中小河川の水文・環境変化と新しい管理手法の研究
研究課題/領域番号：20H00256 2020年04月 - 2024年03月
独立行政法人日本学術振興会 科学研究費補助金 基盤研究(A)
担当区分：研究分担者
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蚊共生細菌ボルバキアによるデング熱の生態学的制御：安心・安価な新技術の提案
研究課題/領域番号：19KK0107 2019年10月 - 2022年03月
独立行政法人日本学術振興会 科学研究費補助金 国際共同研究加速基金（国際共同研究強化(Ｂ))
担当区分：研究分担者
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インドネシア・バンドンのデング熱蚊の生態疫学：ウイルス伝播と気候変動影響の予測
2019年04月 - 2022年03月
科学研究費補助金 二国間交流事業共同研究
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流出解析に基づく流域一貫の河川生息場モデルの高度化: 流況と空間解像度に着目して
研究課題/領域番号：19K15101 2019年04月 - 2022年03月
科学研究費補助金 若手研究
担当区分：研究代表者
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健全な流砂系の回復によるサステナブル流域総合土砂管理の実証研究
2017年04月 - 2020年03月
科学研究費補助金 基盤研究(B)
担当区分：研究分担者
その他競争的資金獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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新たな流域環境管理に向けた水文解析を活用した広域生物量推定モデルの開発
研究課題/領域番号：23B026 2023年10月 - 2024年09月
公益財団法人クリタ水・環境科学振興財団 国内研究助成
担当区分：研究代表者
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ダム連携通砂に伴う底生動物の短期的レスポンスの評価
2022年04月 - 2024年03月
民間財団等 河川基金
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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泡沫濃縮・分離法を用いた高濁度水からの環境DNA検出手法の開発
2020年04月 - 2021年03月
民間財団等 河川基金
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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総合土砂管理による河川生態系への影響の定量的評価手法の開発
2017年04月 - 2019年03月
民間財団等 河川基金
担当区分：研究分担者 資金種別：競争的資金
受託研究受入実績 【 表示 ／ 非表示 】
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出水攪乱に対する生物応答の事例集積と攪乱外力評価手法の適用・開発
2022年06月 - 2024年03月
公益財団法人リバーフロント研究所 一般受託研究
担当区分：研究代表者 受託研究区分：一般受託研究
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宮崎県小丸川流域における治水と生態系の総合評価のためのモデル開発
2018年05月 - 2021年03月
分任支出負担行為担当官 九州地方整備局 宮崎河川国道事務所長 一般受託研究
糠澤桂、鈴木祥広
担当区分：研究代表者 受託研究区分：一般受託研究
寄附金・講座・研究部門 【 表示 ／ 非表示 】
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工学部研究奨学寄附金
寄附者名称：西日本技術開発（株） 2020年01月
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工学部の研究のため
寄附者名称：西日本技術開発（株） 2019年01月
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工学部の研究のため
寄附者名称：西日本技術開発（株） 2018年01月
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工学部の研究のため
寄附者名称：西日本技術開発（株） 2017年01月
研究・技術シーズ 【 表示 ／ 非表示 】
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河川への人為負荷が生態系に与える影響の評価
水文シミュレーションによる気候変動下の流域環境評価
環境DNAの動態評価ホームページ： 糠澤桂のウェブページ
技術相談に応じられる関連分野：・数値解析による水文流出過程の計算
・生息環境の定量的評価方法
・河川環境調査 ・気候変動解析メッセージ：・今後の研究計画①：耳川流域におけるダム通砂に伴う河川生態系のレスポンス評価
・今後の研究計画②：宮崎県の河川における治水・環境評価モデルの構築
・今後の研究計画③：環境DNAの動態評価研究